Các nhà khoa học nâng cao sự hiểu biết về DRI trong sản xuất thép hiện đại

Bạn đã bao giờ tự hỏi những gì đi vào sản xuất thép ngoài phế liệu kim loại?Một trong những bí mật được giữ kín nhất của ngành công nghiệp thép là một sản phẩm bán hoàn thành đáng chú ý được gọi là sắt giảm trực tiếp (DRI)Vật liệu này đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất thép hiện đại, cung cấp một sự thay thế sạch hơn và hiệu quả hơn cho các phương pháp truyền thống.

Sắt giảm trực tiếp, hoặc DRI, là một sản phẩm sắt tinh khiết cao được lấy bằng cách loại bỏ oxy từ quặng sắt ở trạng thái rắn mà không làm tan chảy.Quá trình này dựa trên các chất làm giảm như carbon monoxide và hydro để loại bỏ các nguyên tử oxy từ các phân tử quặng sắtHãy nghĩ về nó như một hoạt động hóa học tinh tế nơi mà oxy được chiết xuất cẩn thận, chỉ để lại sắt.

Có hai phương pháp chính để sản xuất DRI:

• DRI dựa trên khí:Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất, sản xuất DRI dựa trên khí thường được tích hợp với các nhà máy thép lò cung điện (EAF), tạo thành các nhà máy mini nhỏ gọn." Khí tự nhiên được chuyển thành carbon monoxide và hydroDRI kết quả có thể được đưa trực tiếp vào một EAF trong khi vẫn còn nóng, tiết kiệm năng lượng.Một số nhà sản xuất cũng vận chuyển DRI đến các nhà máy thép khác hoặc bán cho bên thứ ba.
• DRI dựa trên than:Chủ yếu được sử dụng ở các quốc gia như Ấn Độ, phương pháp này sử dụng lò quay nơi than phục vụ như cả nhiên liệu và chất làm giảm." thường được sản xuất với số lượng nhỏ hơn nhưng vẫn là một giải pháp kinh tế cho sản xuất thép khu vựcĐáng chú ý, Ấn Độ lấy khoảng 57% thép thô từ EAFs (dữ liệu năm 2016), với sắt bọt đóng một vai trò quan trọng.

DRI không phải là sắt tinh khiết, nó chứa các tạp chất còn lại. Khi được sản xuất từ quặng sắt với hàm lượng sắt 65,5% 68%, thành phần điển hình của nó bao gồm:

• Tỷ lệ kim loại hóa:920,0% ∼96,0%
• Tổng hàm lượng sắt:860,1% 93,5%
• Hàm lượng sắt kim loại:810,0% ∼ 87,9%
• Hàm lượng carbon:10,0% 4,5%
• Hàm lượng lưu huỳnh:00,001% ∼0,03%
• Phosphorus Pentoxide (P2O5):00,005% ∼0,09%
• Gangue (SiO2, Al2O3, CaO, MgO, MnO, vv):30,9% 8,4%
• Kích thước hạt:4×20 mm
• Mật độ bulk:1.6 ¥1,9 t/m3

DRI rất phản ứng và dễ bị tái oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, có thể tạo ra nhiệt và dẫn đến đốt tự phát..Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) phân loại DRI là hàng hóa nhóm B (khủng khiếp về mặt hóa học) và MHB (những vật liệu nguy hiểm chỉ trong khối lượng lớn),yêu cầu vận chuyển dưới khí trơ (thường là nitơ) để ngăn ngừa oxy hóa.

Việc sử dụng chính của DRI là như là một nguyên liệu thô trong lò cung điện (EAF) thép.

• Thành phần nhất quán:DRI có ít tạp chất hơn, cho phép kiểm soát tốt hơn về chất lượng thép.
• Các nguyên tố dư lượng thấp:Nó chứa tối thiểu các yếu tố có hại (ví dụ: đồng, niken, crôm), làm cho nó lý tưởng cho sản xuất thép cao cấp.
• Tăng hiệu quả:Thêm DRI vào EAF tăng tốc độ tan chảy, giảm thời gian sản xuất và tiêu thụ năng lượng.

Ngoài EAF, DRI cũng được sử dụng trong lò cao và nhà đúc.

Khi các quy định về môi trường được thắt chặt, ngành công nghiệp thép đang chịu áp lực phải giảm lượng khí thải carbon.đặc biệt là khi được sản xuất bằng cách sử dụng hydro làm chất giảmPhương pháp này, được gọi là DRI dựa trên hydro, được coi là nền tảng của sản xuất thép bền vững.

Với tầm quan trọng ngày càng tăng, DRI sẵn sàng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi ngành công nghiệp thép sang thực tiễn xanh hơn.

Ngoài DRI, các kim loại khác có nguồn gốc từ quặng sắt đóng góp vào sản xuất thép:

• Sắt gạch nóng (HBI):Một dạng DRI dày đặc hơn, ổn định hơn, HBI dễ vận chuyển và lưu trữ hơn.
• Sắt lợn:Được sản xuất trong lò cao, thép thô có hàm lượng carbon cao và phục vụ như một thành phần chính trong sản xuất thép.
• Sắt lợn hạt (GPI):Được sử dụng như một chất làm mát trong lò cao hoặc như là nguyên liệu thô trong EAF và nhà đúc.